JP2019015541A - レンズ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検レンズの光学特性を精度よく測定できるレンズ測定装置を提供する。【解決手段】 第１指標パターンを形成した第１照射パターンと、第１指標パターンを形成しない第２照射パターンと、を切り換えて測定光を照射可能な照射手段と、測定光に第２指標パターンを形成するための指標板と、レンズ及び指標板を経由した測定光を受光する受光素子と、指標板を経由した第１照射パターンを受光素子によって受光することで、第１指標パターン及び第２指標パターンを含むレンズの第１画像を取得するとともに、指標板を経由した第２照射パターンを受光素子によって受光することで、第２指標パターンを含むレンズの第２画像を取得する制御手段と、第１画像と第２画像を処理することで、第１指標パターンの第３画像を取得する取得手段と、第２画像と第３画像に基づいて、レンズのレンズ情報を取得する演算手段と、を備える。【選択図】 図１

Description

本開示は、レンズの光学特性を測定するレンズ測定装置に関する。

レンズ測定装置としては、レンズメータやカップ取付け装置が知られている。レンズメータは、測定光を被検レンズに投光し、被検レンズを通過した測定光を受光素子で受光することによって、被検レンズの光学特性（例えば、屈折度数等）を測定する（特許文献１参照）。カップ取付け装置は、測定光を被検レンズに投光し、被検レンズを通過した測定光を受光素子で受光することによって取得した被検レンズの測定結果に基づいて、被検レンズの加工を行うためのカップの取付け位置を決定する（特許文献２参照）。

特開２００８−２４１６９４号公報 特開２０００−０７９５４５号公報 特開２００１−０２１４４９号公報

レンズ測定装置を用いて被検レンズの光学特性を測定する方法としては、被検レンズに対して指標板を上下動させ、被検レンズに投影される指標パターンを変化させることによって、光学特性を演算する方法が知られていた（特許文献３参照）。ところが、指標板を平行に移動させることで生じる微細なずれを補正することは難しく、移動時に指標板が傾いてしまうと、被検レンズに投影される指標パターンがずれ、正確な光学特性を取得できない場合があった。また、指標板を上下動させるので、レンズ測定装置が故障する可能性、及び測定に時間を要するという問題もあった。

本開示は、上記従来技術に鑑み、被検レンズの光学特性を精度よく測定することができるレンズ測定装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するため、本開示は以下の構成を備えることを特徴とする。

（１） 本開示の第１態様に係るレンズ測定装置は、レンズの光学特性を測定するレンズ測定装置であって、第１指標パターンを形成して前記第１指標パターンを第１照射パターンとしてレンズに照射可能な照射手段であって、前記第１照射パターンと、前記第１指標パターンを形成しない第２照射パターンと、を切り換えてレンズに測定光を照射可能な照射手段と、前記照射手段によって出射された前記測定光に、第２指標パターンを形成するための指標板と、前記レンズ及び前記指標板を経由した前記測定光を受光する受光素子と、前記照射手段によって、前記第１照射パターンを前記レンズに照射し、前記指標板を経由した前記第１照射パターンを前記受光素子によって受光することで、前記第１指標パターン及び前記第２指標パターンを含む前記レンズの第１画像を取得するとともに、前記照射手段によって、前記第２照射パターンを前記レンズに照射し、前記指標板を経由した前記第２照射パターンを前記受光素子によって受光することで、前記第２指標パターンを含む前記レンズの第２画像を取得する制御手段と、前記第１画像と前記第２画像を処理することで、前記レンズのレンズ情報を取得する演算手段と、を備えることを特徴とする。

本実施例に係るレンズ測定装置の外観図である。 レンズ測定装置における光学系を示す図である。 指標板を示す図である。 光源を説明する図である。 ０Ｄ基準状態において受光素子が受光する像の一例である。 被検レンズを載置した状態において受光素子が受光する像の一例である。 レンズ測定装置における制御系を示す図である。 基準画像と被検レンズの画像の関係を示す図である。 受光素子に受光された光線を説明する図である。 第１指標パターンとは異なる指標パターンを含む被検レンズの像の一部を拡大した図である。

＜概要＞
以下、典型的な実施形態の１つについて、図面を参照して説明する。図１〜図１０は、本実施形態に係るレンズ測定装置を説明する図である。本実施形態においては、レンズ測定装置の奥行き方向（前後方向）をＺ方向、奥行き方向に垂直な平面上の水平方向（左右方向）をＸ方向、奥行き方向に垂直な平面上の鉛直方向（上下方向）をＹ方向として説明する。また、本実施例における平行な状態とは、完全な平行状態及び略平行な状態を含む。なお、以下の＜＞にて分類された項目は、独立または関連して利用され得る。

例えば、本実施例におけるレンズ測定装置（例えば、レンズ測定装置１）は、レンズ（例えば、被検レンズＬＥ）の光学特性を測定する。例えば、レンズ測定装置１としては、レンズの光学特性を測定するための測定光学系（例えば、測定光学系１０）を有するものであればよい。すなわち、レンズ測定装置は、測定光を被検レンズに投光し、被検レンズを通過した測定光を受光素子で受光することによって、被検レンズの光学特性を測定するレンズメータであってもよい。また、レンズ測定装置は、測定光を被検レンズに投光し、被検レンズを通過した測定光を受光素子で受光することによって取得した被検レンズの測定結果に基づいて、被検レンズの加工を行うためのカップの取付け位置を決定するカップ取付け装置であってもよい。

例えば、測定光学系は、測定光をレンズに投光し、レンズ及び指標板（例えば、指標板１４）を経由した測定光を受光素子（例えば、受光素子１１）で受光することによって、被検レンズの光学特性を測定する構成であってもよい。例えば、このような測定光学系としては、受光素子、絞り（例えば、絞り１２）、コンデンサレンズ（例えば、コンデンサレンズ１３）、指標板、照射手段（例えば、光源１５）等を備えていてもよい。

例えば、指標板は、第２指標パターン（例えば、第２指標パターンＭ２）を有してもよい。例えば、第２指標パターンは、指標板上の位置座標を把握することが可能であればよく、種々の形状を適用することができる。例えば、第２指標パターンは、多数の線から構成されていてもよい。例えば、第２指標パターンは、格子形状、放射形状、同心円形状等の形状であってもよい。また、例えば、第２指標パターンは、等間隔で配置されてもよいし、非等間隔で配置されてもよい。

例えば、第２指標パターンは、フォトリソグラフィ、コーティング処理、印刷等の手法によって指標板に形成されてもよい。なお、これらの手法は、第２指標パターンを形成するために用いてもよいし、第２指標パターン以外の部分を形成するために用いてもよい。また、例えば、第２指標パターンは、円孔、角孔、スリット孔等の孔を配置することによって指標板に形成されてもよい。例えば、これによって、照射手段によって出射された測定光に第２指標パターンを形成することができる。

例えば、照射手段は、第１指標パターン（例えば、第１指標パターンＭ１）を形成して、第１指標パターンを第１照射パターンとしてレンズに照射する。また、例えば、照射手段は、第１指標パターンを形成しない第２照射パターンをレンズに照射する。例えば、照射手段は、第１照射パターンと、第２照射パターンと、を切り換えてレンズに測定光を照射可能な構成であってもよい。例えば、このような照射手段としては、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いることができる。例えば、これらのディスプレイにおいて表示画面を制御することで、第１指標パターンを形成するかしないかを切り換えてもよい。これによって、照射手段から出射された測定光に第１指標パターンを形成することができる。

なお、照射手段は、レンズに第１指標パターンを形成することが可能な構成であればよく、前述のディスプレイに限定されない。例えば、ＬＥＤ等の光源と、第１指標パターンを有するパターン形成板と、を用いた構成であってもよい。この場合、パターン形成板は、指標板であってもよいし、スクリーンであってもよい。例えば、光源からの測定光をパターン形成板に向けて照射することで、レンズに第１指標パターンが形成されるようにしてもよい。

例えば、第１指標パターンは、照射手段上の位置座標を把握することが可能であればよく、種々の形状を適用することができる。例えば、第１指標パターンは、多数の点から構成されていてもよい。また、例えば、第１指標パターンは、格子形状、放射形状、同心円形状等の形状であってもよい。また、例えば、第１指標パターンは、等間隔で配置されてもよいし、非等間隔で配置されてもよい。

なお、本実施例におけるレンズ測定装置は、第１指標パターンと第２指標パターンがそれぞれ異なる形状で構成されているが、第１指標パターンと第２指標パターンは同一の形状で構成されていてもよい。

＜光学特性の取得＞
例えば、制御手段（例えば、制御部６０）は、照射手段によって第１照射パターンをレンズに照射し、指標板を経由した第１照射パターンを受光素子によって受光することで、第１指標パターン及び第２指標パターンを含むレンズの第１画像（例えば、第１画像Ｐ１）を取得してもよい。また、例えば、制御手段は、照射手段によって第２照射パターンをレンズに照射し、指標板を経由した第２照射パターンを受光素子によって受光することで、第２指標パターンを含むレンズの第２画像（例えば、第２画像Ｐ２）を取得してもよい。

また、例えば、演算手段（例えば、制御部６０）は、第１画像と第２画像を処理することで、レンズのレンズ情報を取得する。例えば、この場合、演算手段は、レンズ情報としてレンズの光学特性を取得する。例えば、レンズの光学特性は、球面度数Ｓ、柱面度数Ｃ、乱視軸角度Ａ、プリズム量Δ等であってもよい。

例えば、レンズ測定装置は、このような構成を備えることで、指標板あるいはレンズを移動させなくても、異なる位置に置かれた指標パターンが照射された２枚のレンズ像を取得することができ、これらを用いてレンズの光学特性を精度よく取得することができる。

なお、例えば、レンズ測定装置は、第１画像と第２画像を処理することで、第１指標パターンの第３画像（例えば、第３画像Ｐ３）を取得する取得手段（例えば、制御部６０）を備えていてもよい。この場合、取得手段は、第１画像と第２画像を差分処理することによって、第３画像を取得するようにしてもよい。例えば、差分処理としては、第１画像と第２画像の各画素位置から輝度値を検出し、これらの値を除算してもよい。また、例えば、差分処理としては、第１画像と第２画像の各画素位置から輝度値を検出し、これらの値を減算してもよい。なお、レンズ測定装置は、第１画像と第２画像において異なる部分を抽出できる処理を行う構成であればよく、差分処理に限定されない。また、画素位置から検出されるものは彩度や色相等であってもよく、輝度値に限定されない。これによって、第１画像と第２画像に共通して含まれる第２指標パターンを取り除き、第１指標パターンのみを残した第３画像を容易に取得することができる。

例えば、演算手段は、第２画像と第３画像に基づいて、レンズのレンズ情報を取得する。この場合、演算手段は、第２画像と第３画像に基づいて光線追跡処理を行うようにしてもよい。これによって、照射手段からレンズに向けて照射された測定光が、照射手段及び指標板のどの位置を通過してレンズに到達したかを知ることができる。例えば、光源から指標板までの距離は既知であるため、この距離と、光線追跡処理によって得られた位置座標（測定光が出射された光源上の位置座標及び測定光が通過した指標板上の位置座標）と、により、レンズ載置台からレンズ裏面までの距離が影響しないところで、光線が屈折した角度を求めることができる。これにより、光線が屈折した角度を用いて、精度よくレンズの光学特性を演算することができる。

＜隠しマークの検出＞
例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、レンズのレンズ情報として、レンズに施された隠しマーク（例えば、隠しマーク５０）を検出するための構成を備えていてもよい。例えば、この場合、照射手段は、第１指標パターンとは異なる少なくとも１つの指標パターン（例えば、指標パターンＭ３）を形成することが可能であってもよい。例えば、第１指標パターンとは異なる少なくとも１つの指標パターンは、明暗の異なる２つの画像から構成される指標パターンであってもよい。この場合には、例えば、縞模様や格子模様等の規則的なパターンであってもよい。もちろん、不規則なパターンであってもよい。

例えば、制御手段は、照射手段によって形成された複数の指標パターンをレンズに照射してもよい。また、例えば、制御手段は、複数の指標パターンを含むレンズの複数の画像を取得してもよい。例えば、演算手段は、レンズの複数の画像に基づいて、レンズ情報としてレンズの隠しマークを取得するようにしてもよい。例えば、このような構成を備えたレンズ測定装置であれば、レンズの隠しマークを良好に取得することができる。

なお、例えば、レンズ測定装置は、測定光の光路において指標板を移動させる駆動手段（例えば、駆動手段１６）を備えていてもよい。例えば、レンズの光学特性を取得する場合には、指標板によって測定光に第２指標パターンを形成させるが、レンズの隠しマークを検出する場合には、測定光に第２指標パターンを形成させなくてもよい。例えば、このような構成を備えることによって、第１指標パターンとは異なる指標パターンを照射する際には、指標板を測定光の光路外に配置し、指標板によって形成される第２指標パターンを除くことができる。従って、複数の指標パターンのみをレンズに投影し、隠しマーク等のレンズ情報を精度よく検出することができる。

なお、例えば、第２指標パターンは、指標板において全面的に形成してもよいし、部分的に形成してもよい。例えば、指標板の全面に第２指標パターンを形成した場合には、レンズの全体に対して第２指標パターンを投影することが可能である。このため、例えば、レンズ測定装置は、第１照射パターン及び第２照射パターンを切り換えてレンズに照射し、レンズの任意の点における光学特性を取得するようにしてもよい。また、例えば、レンズ測定装置は、第１照射パターン及び第２照射パターンを切り換えてレンズに照射し、レンズの全体における光学特性を取得するようにしてもよい。この場合、レンズの光学特性を分布として示すようにしてもよい。

例えば、指標板の一部に第２指標パターンを形成した場合には、レンズの一部分に対して第２指標パターンを投影することが可能である。例えば、レンズの一部分とは、レンズに施された一方の隠しマークと、他方の隠しマークと、の間の領域であって、レンズの遠用ポイント及び近用ポイントを含む領域であってもよい。これによって、例えば、レンズ測定装置は、第１照射パターン及び第２照射パターンを切り換えてレンズに照射することで、レンズの遠用ポイントから近用ポイントにかけての光学特性を取得してもよい。また、例えば、レンズ測定装置は、指標板を移動させることなく、第１指標パターンとは異なる指標パターンをレンズに照射して、隠しマークを精度よく取得してもよい。もちろん、レンズの一部分に対して第２指標パターンが投影される場合であっても、隠しマークを検出する場合には指標板を移動させてもよい。

＜実施例＞
以下、本開示の実施例について図面を用いて説明する。例えば、レンズ測定装置１は、測定光を被検レンズに投光し、被検レンズを通過した測定光を受光素子で受光することによって、被検レンズを測定する測定光学系を備えたレンズメータであってもよい。また、例えば、レンズ測定装置は、測定光を被検レンズに投光し、被検レンズを通過した測定光を受光素子で受光することで被検レンズの測定結果を取得し、被検レンズの加工を行うためのカップの取付け位置を決定するカップ取付け装置であってもよい。なお、本実施例においては、レンズ測定装置として、被検レンズを測定してカップを取付けるためのカップ取付け装置を例に挙げて説明する。

図１は本実施例に係るレンズ測定装置１の外観図である。例えば、レンズ測定装置１は、ディスプレイ（モニタ）２、入力用スイッチ３、レンズ載置台６、眼鏡フレーム形状測定ユニット７、カップ取付け機構８等を備える。また、レンズ測定装置１は、その内部に測定光学系１０を備える（詳細については後述する）。

例えば、ディスプレイ２にはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）が用いられる。なお、ディスプレイ２としては、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いる構成であってもよく、本実施例に限定されない。

例えば、ディスプレイ２はタッチパネルである。すなわち、本実施例においては、ディスプレイ２が操作部（コントローラ）として機能する。例えば、ディスプレイ２から入力された操作指示に応じた信号は、後述する制御部６０（図７参照）に出力される。なお、ディスプレイ２はタッチパネル式でなくてもよいし、ディスプレイ２と操作部とを別に設ける構成であってもよい。例えば、この場合、操作部としては、マウス、ジョイスティック、キーボード、携帯端末等の少なくともいずれかを用いることができる。

例えば、ディスプレイ２は、レンズ測定装置１に搭載されたディスプレイであってもよい。また、ディスプレイ２は、レンズ測定装置１に接続されたディスプレイであってもよい。例えば、この場合には、パーソナルコンピュータのディスプレイを用いる構成としてもよい。なお、ディスプレイ２は、複数のディスプレイを併用する構成であってもよい。

例えば、ディスプレイ２にはレンズ情報等が表示される。例えば、レンズ情報とは、被検レンズＬＥの光学特性（例えば、球面度数Ｓ、柱面度数Ｃ、乱視軸角度Ａ、プリズム量Δ等）及び光学特性分布、被検レンズＬＥの外形形状、被検レンズＬＥの隠しマーク、被検レンズＬＥのプリントマーク、被検レンズＬＥに付された印点、被検レンズＬＥに固定するカップの外形形状等である。

例えば、入力用スイッチ３は、レンズ測定装置１に各種の処理を実行させるための信号を入力する際に使用する。例えば、各種の処理とは、測定モードの切り換え、被検レンズＬＥの加工条件の決定等である。例えば、本実施例では、入力用スイッチ３がディスプレイ２の画面上において電子的に表示される。すなわち、ディスプレイ２の画面をタッチすることで、入力用スイッチ３を操作することができる。なお、入力用スイッチ３は、本体カバー４やディスプレイカバー５等に設置する構成であってもよく、本実施例に限定されない。

例えば、レンズ載置台６は、被検レンズＬＥを載置するための台である。例えば、本実施例においては、被検レンズＬＥが凸面（前面）を上方向にして載置される。なお、被検レンズＬＥは凹面（後面）を上方向にして載置する構成としてもよい。例えば、レンズ載置台６は、ガラス板、プラスチック板、アクリル板等の透明な部材で形成されていてもよい。

例えば、眼鏡フレーム形状測定ユニット７は、眼鏡フレームの形状をトレースする際に用いる。例えば、眼鏡フレーム形状測定ユニット７を用いることによって、眼鏡フレームに枠入れするレンズの玉型形状等を取得することができる。なお、眼鏡フレーム形状測定ユニット７の構成、及び眼鏡フレーム形状測定ユニット７を用いた眼鏡フレーム形状のトレース方法についての詳細は、特開２０１５−００７５３６号公報を参照されたい。

例えば、カップ取付け機構８は、被検レンズＬＥにカップを固定（軸打ち）するためのものである。例えば、本実施例においては、被検レンズＬＥの前面にカップが固定される。もちろん、被検レンズＬＥの後面にカップが固定される構成としてもよい。なお、カップ取付け機構８についての詳細は、特開２００７−２６８７００号公報を参照されたい。

図２は、レンズ測定装置１における光学系を示す図である。例えば、測定光学系１０は、受光素子１１、絞り１２、コンデンサレンズ１３、指標板１４、光源１５等を備える。なお、測定光学系１０が備える各部材の配置については本実施例に限定されない。例えば、指標板１４は、被検レンズＬＥとコンデンサレンズ１３との間に配置する構成としてもよい。

例えば、受光素子１１は、被検レンズＬＥ及び指標板１４を経由した測定光を受光する。これによって、受光素子１１は、後述する被検レンズＬＥの第１画像Ｐ１及び第２画像Ｐ２（図６参照）を撮影することができる。例えば、受光素子１１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。例えば、絞り１２は、コンデンサレンズ１３の焦点距離に配置される。例えば、コンデンサレンズ１３は、光源１５から照射されて被検レンズＬＥを通過した測定光のうち、光軸Ｌ１と平行な測定光を絞り１２の位置に集光させる。

例えば、光源１５から出射された測定光は様々な方向（図２において点線及び実線で示す矢印の方向）へ拡散するが、測定光が被検レンズＬＥに入射した角度によっては、実線で示す矢印のように、測定光が光軸Ｌ１と平行に屈折される。もちろん、測定光が被検レンズＬＥに入射した角度によっては、点線で示す矢印のように、測定光が光軸Ｌ１と平行に屈折されない場合もある。例えば、本実施例では、被検レンズＬＥに屈折された測定光のうち、光軸Ｌ１と平行（あるいは、略平行）に屈折された測定光（すなわち、実線で示す測定光）が、コンデンサレンズ１３及び絞り１２によって受光素子１１に到達する。例えば、被検レンズＬＥに屈折された測定光のうち、光軸Ｌ１と平行に屈折されなかった測定光（すなわち、点線で示す測定光）は、コンデンサレンズ１３に入射して屈折されるが、絞り１１によって受光素子１１への入射が抑制される。

＜指標板＞
図３は指標板１４を示す図である。例えば、指標板１４は、第２指標パターンＭ２を形成する。例えば、第２指標パターンＭ２は、フォトリソグラフィの手法を用いて指標板１４に形成されてもよい。また、例えば、第２指標パターンＭ２は、指標板１４にコーティングを施すことで形成されてもよい。この場合には、浸漬、蒸着、塗装等の手法を用いることができる。また、例えば、第２指標パターンＭ２は、指標板１４にシルク印刷等の印刷を施すことで形成されてもよい。また、例えば、第２指標パターンＭ２は、指標板１４に円孔、角孔、スリット孔等の孔を配置することによって形成されてもよい。

例えば、第２指標パターンＭ２は、基準指標パターンＭ２ａと、周辺指標パターンＭ２ｂと、から構成される。例えば、本実施例における基準指標パターンＭ２ａは、指標板１４の中央に配置された四角形状の点である。もちろん、基準指標パターンＭ２ａは四角形状に限らず、円形状や三角形状等の点であってもよい。また、基準指標パターンＭ２ａは指標板１４の中央に限らず、指標板のいずれの位置に配置してもよい。また、基準指標パターンＭ２ａの個数は１つに限らず、指標板１４上にいくつ配置してもよい。

例えば、本実施例における周辺指標パターンＭ２ｂは、縦線及び横線が等間隔で配置された井桁格子の形状である。もちろん、周辺指標パターンＭ２ｂは、縦格子、横格子、クロス格子等の形状であってもよい。例えば、周辺指標パターンＭ２ｂは、縦線や横線等の線に限らず、円や点等が配置された形状であってもよい。また、例えば、周辺指標パターンＭ２ｂは、格子形状に限らず、放射形状、同心円形状等であってもよい。なお、本実施例では、周辺指標パターンＭ２ｂが等間隔で配置される場合を例に挙げているが、非等間隔で配置されていてもよい。

例えば、基準指標パターンＭ２ａがあることによって、周辺指標パターンＭ２ｂにおける各格子の交点の位置関係を把握しやすくなる。より詳細には、後述する０Ｄ基準状態において撮影された周辺指標パターンＭ２ｂのある格子の交点が、レンズ載置台６に被検レンズＬＥを載置した状態において撮影された周辺指標パターンＭ２ｂの格子の交点のいずれに該当するかを特定することができる。

例えば、指標板１４は、上述のような第２指標パターンＭ２を有することによって、光源１５から出射された測定光に、第２指標パターンを形成することができる。

なお、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置１は、測定光の光路において指標板１４を移動させるための駆動機構１６（図２参照）を備えていてもよい。例えば、駆動機構１６は、モータ１６ａと、ギヤ１６ｂと、支持部１６ｃと、を備える。例えば、支持部１６ｃは指標板１４の一部に結合する。また、支持部１６ｃはギヤ１６ｂと噛み合うギヤ部分を有する。例えば、モータ１６ａは、ギヤ１６ｂに連結する。例えば、モータ１６ａを駆動させると、ギヤ１６ｂが回転し、指標板１４が矢印の方向にスライド移動する。これによって、指標板１４を、光源１５からの測定光の光路内に挿脱することができる。なお、例えば、第２指標パターンを有する部分と有しない部分とが設けられた指標板１４であれば、駆動機構１６によって指標板１４をスライド移動させ、測定光の光路内に位置する部分を変更してもよい。例えば、本実施例においては、このように指標板１４を移動させることによって、測定光が指標板１４を通過して形成される第２指標パターンを被検レンズＬＥに投影する場合と、被検レンズＬＥに投影しない場合と、を切り換えることができる。

＜光源＞
例えば、光源１５は、測定光を被検レンズＬＥに照射する。例えば、光源１５としては、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いることができる。なお、本実施例においては、光源１５としてＬＣＤを用いる場合を例に挙げて説明する。

図４は光源１５を説明する図である。図４（ａ）は第１指標パターンＭ１を表示した光源１５を示している。図４（ｂ）は第１指標パターンＭ１を表示していない光源１５を示している。図４（ｃ）は第１指標パターンとは異なる指標パターンを表示した光源１５を示している。例えば、光源１５は、背景画像Ｗと、第１指標パターン（第１指標パターン画像）Ｍ１と、を表示する。例えば、背景画像Ｗとしては、白地の背景画像が用いられる。もちろん、背景画像は本実施例とは異なっていてもよく、白地に限定されない。

例えば、第１指標パターンＭ１は、基準指標パターンＭ１ａと、周辺指標パターンＭ１ｂと、から構成される。例えば、本実施例における基準指標パターンＭ１ａは、光源１５の中央に配置された円形状の点である。もちろん、基準指標パターンＭ１ａは円形状に限らず、四角形状や三角形状等の点であってもよい。また、基準指標パターンＭ１ａは光源１５の中央に限らず、光源１５のいずれの位置に配置してもよい。また、基準指標パターンＭ１ａの個数は１つに限らず、光源１５上にいくつ配置してもよい。なお、基準指標パターンＭ１ａの個数、形状、位置、大きさ等は限定されるものではなく、後述する周辺指標パターンＭ１ｂにおける多数の点との区別が可能であればよい。

例えば、本実施例における周辺指標パターンＭ１ｂは、多数の点が等間隔で配置されている。もちろん、周辺指標パターンＭ１ｂとしては、多数の点に限らず、縦線や横線等の線、円等を配置してもよい。また、例えば、周辺指標パターンＭ１ｂは、放射形状、同心円形状等に多数の点を配置してもよい。なお、本実施例では、周辺指標パターンＭ１ｂにおいて、多数の点が等間隔で配置される場合を例に挙げているが、非等間隔で配置されていてもよい。

例えば、基準指標パターンＭ１ａがあることによって、周辺指標パターンＭ１ｂにおける多数の点の位置関係を把握しやすくなる。より詳細には、後述する０Ｄ基準状態において撮影された周辺指標パターンＭ１ｂのある点が、レンズ載置台６に被検レンズＬＥを載置した状態において撮影された周辺指標パターンＭ１ｂの点のいずれに該当するかを特定することができる。

例えば、光源１５は、図４（ａ）に示すように、背景画像Ｗと、第１指標パターンＭ１と、を表示した第１照射パターンの測定光を出射する。例えば、第１照射パターンは、背景画像Ｗと、第１指標パターンＭ１と、を含む照射パターンであり、これによって、測定光には第１指標パターンが形成される。また、例えば、光源１５は、図４（ｂ）に示すように、背景画像Ｗを表示し、第１指標パターンＭ１を表示しない第２照射パターンの測定光を出射する。例えば、第２照射パターンは背景画像Ｗのみを含む照射パターンであり、測定光には第１指標パターンが形成されない。つまり、光源１５は、その画面表示を変更することによって、第１指標パターンを形成した第１照射パターンと、第１指標パターンを形成しない第２照射パターンと、を切り換えて、被検レンズＬＥに測定光を照射することができる。

なお、例えば、光源１５は、図４（ｃ）に示すように、第１指標パターンＭ１とは異なる指標パターンＭ３を表示することが可能な構成であってもよい。例えば、このような指標パターンとして、光源１５は、縞模様、格子模様（例えば、市松模様等）等の指標パターンＭ３を表示する。これによって、測定光に第１指標パターンとは異なる少なくとも１つの指標パターンを形成することができる。

＜受光素子が受光する被検レンズ像＞
例えば、本実施例においては、光源１５に第１指標パターンＭ１を表示する場合と、第１指標パターンＭ１を表示しない場合と、において、光源１５から出射する照射パターン（すなわち、第１照射パターン及び第２照射パターン）が異なるため、被検レンズＬＥに投影される指標パターンが変化する。

ここで、まず、被検レンズＬＥをレンズ載置台６に載置していない状態（以下、０Ｄ基準状態）について説明する。図５は０Ｄ基準状態において受光素子１１が受光する像の一例である。図５（ａ）は第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２の像２０である。図５（ｂ）は第２指標パターンＭ２の像３０である。図５（ｃ）は第１指標パターンＭ１の像４０である。例えば、本実施例においては、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２が有する格子の交点と、が同間隔で配置されている場合を例に挙げる。もちろん、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２の格子の交点と、の間隔は異なっていてもよく、本実施例に限定されない。

例えば、光源１５に第１指標パターンＭ１を表示すると、光源１５は、第１指標パターンを形成した測定光を第１照射パターンとして出射する。このとき、測定光は指標板１４を経由するので、測定光にはさらに第２指標パターンが形成される。例えば、０Ｄ基準状態では、光源１５から出射した測定光が被検レンズＬＥに屈折されない。このため、受光素子１１は、第１照射パターンの測定光を受光することによって、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２が有する各格子の交点と、が一致した、第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２の像２０を取得する。例えば、このような像２０では、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２が有する各格子の交点と、におけるＸＺ方向の座標（例えば、ピクセル座標）が同じになるよう構成されている。

また、例えば、光源１５に背景画像Ｗのみを表示すると、光源１５は、第１指標パターンを形成しない測定光を第２照射パターンとして出射する。このとき、測定光は、指標板１４を経由して第２指標パターンを形成する。例えば、０Ｄ基準状態においては、光源１５から第２照射パターンの測定光が照射されることで、受光素子１１が第２指標パターンＭ２の像３０を取得する。なお、このような像３０における第２指標パターンＭ２と、前述した像２０における第２指標パターンＭ２と、はＸＺ方向の座標が同一となる。

例えば、後述する制御部６０は、０Ｄ基準状態において第２照射パターンの測定光を照射した際の像３０を、第２指標パターンＭ２の基準画像Ｓ２として後述のメモリ７５に記憶させる。例えば、これによって、基準画像Ｓ２における各格子の交点のＸＺ座標が予め記憶される。また、例えば、後述する制御部６０は、０Ｄ基準状態において第１照射パターンの測定光を照射した際の像２０と、第２照射パターンの測定光を照射した際の像３０と、を画像処理することによって取得した第１指標パターンの像４０を、第１指標パターンの基準画像Ｓ３としてメモリ７５に記憶させる。例えば、これによって、基準画像Ｓ３における各点のＸＺ座標が予め記憶される。なお、画像処理として、後述する制御部６０は像２０と像３０を比較処理することができるが、これについての詳細は後述する。

次いで、被検レンズＬＥをレンズ載置台６に載置した状態について説明する。図６は被検レンズＬＥを載置した状態において受光素子１１が受光する像の一例である。図６（ａ）は、第１照射パターンの測定光を照射した場合における第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２を含む被検レンズＬＥの第１画像Ｐ１である。図６（ｂ）は、第２照射パターンの測定光を照射した場合における第２指標パターンＭ２を含む被検レンズＬＥの第２画像Ｐ２である。図６（ｃ）は、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とを比較処理して取得した第１指標パターンＭ１を含む被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３である。

例えば、光源１５に第１指標パターンＭ１を表示し、光源１５からの測定光を第１照射パターンとして被検レンズＬＥに照射する。この場合、上述のように、第１照射パターンの測定光には第１指標パターン及び第２指標パターンが形成されるので、第１照射パターンを照射した被検レンズＬＥには、第１指標パターンＭ１と第２指標パターンＭ２とが投影される。例えば、受光素子１１は、被検レンズＬＥを通過した第１照射パターンの測定光を受光することで、第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２を含む被検レンズＬＥの第１画像Ｐ１を取得する。例えば、このような第１画像Ｐ１には、被検レンズＬＥの外形８０が映り込む。

なお、本実施例における測定光学系１０は、光源１５に表示される第１指標パターンＭ１から被検レンズＬＥまでの距離と、指標板１４が有する第２指標パターンＭ２から被検レンズＬＥまでの距離と、が異なるので、それぞれの指標パターンを形成した測定光が被検レンズＬＥにより受ける屈折の影響も異なる。すなわち、光源１５は指標板１４よりも被検レンズＬＥに遠いので、第１指標パターンＭ１は第２指標パターンＭ２よりも被検レンズＬＥに屈折される。このため、被検レンズＬＥをレンズ載置台６に載置した状態においては、第１指標パターン及び第２指標パターンの大きさが拡大あるいは縮小され、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２が有する各格子の交点と、がずれた第１画像Ｐ１が得られる。

より詳細には、例えば、被検レンズＬＥがマイナスレンズであった場合、０Ｄ基準状態における像２０と比べて第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２が縮小された第１画像Ｐ１が得られるが、第１指標パターンＭ１が第２指標パターンＭ２よりも内側に位置した第１画像Ｐ１となる。また、例えば、被検レンズＬＥがプラスレンズであった場合、０Ｄ基準状態における像２０と比べて第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２が拡大された第１画像Ｐ１が得られるが、第２指標パターンＭ２が第１指標パターンＭ１よりも内側に位置した第１画像Ｐ１となる。

例えば、光源１５に背景画像Ｗのみを表示し、光源１５からの測定光を第２照射パターンとして被検レンズＬＥに照射する。この場合、上述のように、第２照射パターンの測定光には第２指標パターンのみが形成されるので、第２照射パターンを照射した被検レンズＬＥには、第２指標パターンＭ２が投影される。例えば、受光素子１１は、被検レンズＬＥを通過した第２照射パターンの測定光を受光することで、第２指標パターンＭ２を含む被検レンズＬＥの第２画像Ｐ２を取得する。例えば、このような第２画像Ｐ２にも、被検レンズＬＥの外形８０が映り込む。なお、第２画像Ｐ２における第２指標パターンＭ２と、第１画像Ｐ１における第２指標パターンＭ２と、はＸＺ方向の座標が同一となる。

例えば、後述する制御部６０は、被検レンズＬＥをレンズ載置台６に載置した状態において、第１照射パターンの測定光を照射した際の第１画像Ｐ１と、第２照射パターンの測定光を照射した際の第２画像Ｐ２と、を画像処理することによって、第１指標パターンのみが形成された第３画像Ｐ３を取得する。なお、画像処理としては、基準画像Ｓ３と同様、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２を比較処理してもよいが、これについての詳細は後述する。

＜制御部＞
図７は、レンズ測定装置１における制御系を示す図である。例えば、制御部６０には、ディスプレイ２、入力用スイッチ３、受光素子１１、光源１５、駆動機構１６が備えるモータ１６ａ、記憶部（メモリ）７５等が接続されている。また、例えば、制御部６０には、眼鏡フレーム形状測定ユニット７、及びカップ取付け機構８がそれぞれ有する図示なきモータや駆動機構等が接続されている。

例えば、制御部６０は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。例えば、ＣＰＵは、レンズ測定装置１における各部材の駆動を制御する。また、例えば、制御部６０のＣＰＵは、各種の演算処理（例えば、第２画像Ｐ２と第３画像Ｐ３に基づいたレンズ情報の演算等）を行う。例えば、ＲＡＭは、各種の情報を一時的に記憶する。例えば、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム等が記憶されている。なお、制御部６０は、複数の制御部（つまり、複数のプロセッサ）によって構成されてもよい。

例えば、メモリ７５は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、メモリ７５としては、ハードディスクドライブ、フラッシュＲＯＭ、及びレンズ測定装置１に着脱可能に装着されるＵＳＢメモリ等を使用することができる。例えば、メモリ７５には、０Ｄ基準状態における基準画像Ｓ２及び基準画像Ｓ３、基準画像における指標パターンの位置座標、第１画像Ｐ１、第２画像Ｐ２等が記憶される。

＜制御動作＞
上記の構成を備えるレンズ測定装置１について、その制御動作を説明する。例えば、本実施例におけるレンズ測定装置１は、第１測定モードと、第２測定モードと、を備える。例えば、第１測定モードは、被検レンズＬＥのレンズ情報として、光学特性を取得するためのモードである。例えば、第２測定モードは、被検レンズＬＥのレンズ情報として、隠しマークを検出するためのモードである。もちろん、レンズ測定装置１は、被検レンズＬＥの光学特性及び隠しマークの他、被検レンズＬＥの外形形状、印点、プリントマーク等のレンズ情報を取得することも可能であるが、本実施例においてはその説明を省略する。

＜第１測定モード＞
以下、第１測定モードについて詳細に説明する。例えば、操作者はレンズ載置台６に被検レンズＬＥを載置し、ディスプレイ２に表示された入力用スイッチ３の中から、第１測定モードを開始するための図示なき開始ボタンを選択する。例えば、制御部６０は、光源１５に背景画像Ｗ及び第１指標パターンＭ１を表示させ、第１指標パターンを形成した第１照射パターンの測定光を被検レンズＬＥに照射する。例えば、受光素子１１は、このような第１照射パターンの測定光を受光することで、第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２を含む被検レンズＬＥの第１画像Ｐ１（図６（ａ）参照）を取得する。

例えば、受光素子１１が第１画像Ｐ１を取得すると、制御部６０は第１画像Ｐ１を取得したことを示す信号を出力する。また、例えば、受光素子１１が第１画像Ｐ１を取得すると、制御部６０は第１画像Ｐ１をメモリ７５に記憶する。

例えば、第１画像Ｐ１を取得したことを示す信号が出力されると、制御部６０は、光源１５に背景画像Ｗのみを表示し、第１指標パターンを形成しない第２照射パターンの測定光を被検レンズＬＥに照射する。例えば、受光素子１１は、このような第２照射パターンの測定光を受光することで、第２指標パターンＭ２を含む被検レンズＬＥの第２画像Ｐ２（図６（ｂ））を取得する。例えば、受光素子１１が第２画像Ｐ２を取得すると、制御部６０は第２画像Ｐ２をメモリ７５に記憶する。

例えば、制御部６０は、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２を画像処理することで、第１指標パターンＭ１のみを含む被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３（図６（ｃ）参照）を取得する。例えば、画像処理としては、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とが比較処理される。この場合には、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２を差分処理してもよい。なお、差分処理としては、除算や減算等の処理を行うことができるが、本実施例においては除算を行う場合を例に挙げて説明する。

例えば、制御部６０は、第１画像Ｐ１において、それぞれの画素位置に対する輝度値を検出する。また、例えば、制御部６０は、第２画像Ｐ２において、それぞれの画素位置に対する輝度値を検出する。次いで、制御部６０は、第１画像Ｐ１の所定の画素位置の輝度値を、第２画像Ｐ２の所定の画素位置の輝度値により除算する。例えば、すべての画素位置において除算処理を行い、それぞれの除算値に基づいて輝度値を設定すると、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とにおいて輝度値の異なる部分が強調される。例えば、制御部６０は、このようにして、第１指標パターンＭ１のみを含む被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３を取得する。

なお、例えば、制御部６０は、各画素位置において算出した除算値を二値化することによって輝度値を設定し、被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３を取得してもよい。この場合には、実験やシミュレーション等によって、除算値を二値化するための閾値が予め設定されていてもよい。もちろん、このような閾値は、任意に設定することが可能であってもよいし、全画素位置における輝度値の平均と標準偏差による統計情報等を用いて設定されてもよい。

例えば、この場合、制御部６０は、閾値以上の除算値となった画素位置と、閾値未満の除算値となった画素位置と、において、それぞれの輝度値を置き換える。例えば、本実施例においては、除算値が閾値以上となった画素位置の輝度値が２５５（白色）に置き換えられる。また、例えば、本位実施例においては、除算値が閾値未満となった画素位置の輝度値が０（黒色）に置き換えられる。なお、輝度値は、閾値を境界として異なる２つの値を用いる構成であればよく、上記の輝度値に限定されない。

例えば、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２には被検レンズＬＥの外形８０が映るため、第３画像Ｐ３に被検レンズＬＥの外形８０が含まれる場合があるが、このように除算値を二値化することによって、被検レンズＬＥの外形８０を除いた第３画像Ｐ３を取得するようにしてもよい。

例えば、制御部６０は、第２画像Ｐ２と第３画像Ｐ３に基づいて、被検レンズＬＥのレンズ情報を取得する。例えば、レンズ情報を取得する際には、第２画像Ｐ２と第３画像Ｐ３に基づいて、光線追跡処理が行われる。以下、光線追跡処理について、図８と図９を用いて説明する。図８は基準画像と被検レンズＬＥの画像の関係を示す図である。図８（ａ）は基準画像Ｓ２と被検レンズＬＥの第２画像Ｐ２の関係を示している。図８（ｂ）は基準画像Ｓ３と被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３の関係を示している。図９は受光素子１１に受光された光線を説明する図である。例えば、図９では、光源１５から被検レンズＬＥに向けて照射される測定光のうち、被検レンズＬＥに屈折されたのちに光軸Ｌ１と平行になる光線Ｒ１及び光線Ｒ２のみを図示している。また、図９では、便宜上、光線Ｒ１及び光線Ｒ２が被検レンズＬＥに屈折される位置を、被検レンズＬＥの前面として説明する。

まず、制御部６０は、光線Ｒ１及び光線Ｒ２が指標板１４を通過する位置（すなわち、図９における位置ｘａ１及び位置ｘａ２）と、光線Ｒ１及び光線Ｒ２が光源１５から出射された位置（すなわち、図９における位置ｘｂ１及び位置ｘｂ２）と、を求めるために、基準画像Ｓ２及び基準画像Ｓ３において任意の２点（例えば、図８及び図９における任意の点Ｘ１と任意の点Ｘ２）を選択する。例えば、本実施例においては、基準画像Ｓ２における第２指標パターンＭ２の格子の交点と、基準画像Ｓ３における第１指標パターンＭ１の各点と、が一致する。つまり、基準画像Ｓ２上の任意の点Ｘ１及びＸ２と、基準画像Ｓ３上の任意の点Ｘ１及びＸ２と、の位置座標は同じである。なお、第２指標パターンの格子の交点の位置座標（例えば、図８（ａ）に示す位置座標（１，５）の任意の点Ｘ１）が、基準画像Ｓ２上においてどの画素（例えば、ピクセル座標）に対応するかは、予めメモリ７５に記憶されている。また、第１指標パターンの各点の位置座標（例えば、図８（ｂ）に示す位置座標（１，５）の任意の点Ｘ１）が、基準画像Ｓ３上においてどの画素に対応するかは、予めメモリ７５に記憶されている。

例えば、制御部６０は、０Ｄ基準状態における基準画像Ｓ２上の任意の点Ｘ１及びＸ２が、レンズ載置台６に被検レンズＬＥを載置したことによって第２画像Ｐ２上のどこに移動したのかを検出する。このとき、第２画像Ｐ２における第２指標パターンＭ２は、０Ｄ基準状態における第２指標パターンＭ２よりも拡大あるいは縮小するが、制御部６０は、拡大あるいは縮小した第２指標パターンＭ２において、任意の点Ｘ１及びＸ２の位置座標を求める。例えば、図８（ａ）に示す基準画像Ｓ２において位置座標が（１，５）の任意の点Ｘ１を選択した場合、この任意の点Ｘ１は第２画像Ｐ２において位置座標が（０．５，５．４）となる。同様に、例えば、図８（ａ）に示す基準画像Ｓ２において位置座標が（２，４）の任意の点Ｘ２を選択した場合、この任意の点Ｘ２は第２画像Ｐ２において位置座標が（１．７，４．２）となる。

例えば、制御部６０は、このように任意の点Ｘ１の第２画像Ｐ２上における位置座標を求めることによって、光線Ｒ１が指標板１４を通過した位置ｘａ１を検出することができる。また、例えば、制御部６０は、このように任意の点Ｘ２の第２画像Ｐ２上における位置座標を求めることによって、光線Ｒ２が指標板１４を通過した位置ｘａ２を検出することができる。

また、例えば、制御部６０は、上記と同様にして、０Ｄ基準状態における基準画像Ｓ３上の任意の点Ｘ１及びＸ２が、レンズ載置台６に被検レンズＬＥを載置したことによって第３画像Ｐ３上のどこに移動したのかを検出する。例えば、図８（ｂ）に示す基準画像Ｓ３において位置座標が（１，５）の任意の点Ｘ１を選択した場合、この任意の点Ｘ１は第３画像Ｐ３において位置座標が（０．２，５．６）となる。同様に、例えば、図８（ｂ）に示す基準画像Ｓ３において位置座標が（２，４）の任意の点Ｘ２を選択した場合、この任意の点Ｘ２は第３画像Ｐ３において位置座標が（１．５，４）となる。

例えば、制御部６０は、このように任意の点Ｘ１の第３画像Ｐ３上における位置座標を求めることによって、光線Ｒ１が光源１５から出射された位置ｘｂ１を検出することができる。また、例えば、制御部６０は、このように任意の点Ｘ２の第３画像Ｐ３上における位置座標を求めることによって、光線Ｒ２が光源１５から出射された位置ｘｂ２を検出することができる。

例えば、上記のように第２画像Ｐ２と第３画像Ｐ３に基づいた光線追跡処理を行うことによって、光線Ｒ１は、光源１５における位置ｘｂ１から出射され、指標板１４における位置ｘａ１を通過して、被検レンズＬＥの位置Ｘ１に到達したことがわかる。また、例えば、光線Ｒ２は、光源１５における位置ｘｂ２から出射され、指標板１４における位置ｘａ２を通過して、被検レンズＬＥの位置Ｘ２に到達したことがわかる。

次いで、制御部６０は、被検レンズＬＥに向けて照射された光線Ｒ１及び光線Ｒ２の角度（すなわち、照射角度θ１及び照射角度θ２）を演算する。例えば、光線Ｒ１の照射角度θ１は、光源１５から指標板１４までの距離ΔＢと、光線Ｒ１が光源１５から照射された位置座標ｘｂ１と、光線Ｒ１が指標板１４を通過した位置座標ｘａ１と、を用いて以下の数式により求めることができる。

また、例えば、光線Ｒ２の照射角度θ２は、光源１５から指標板１４までの距離ΔＢと、光線Ｒ２が光源１５から照射された位置座標ｘｂ２と、光線Ｒ２が指標板１４を通過した位置座標ｘａ２と、を用いて以下の数式により求めることができる。

例えば、これによって、制御部６０は、光線Ｒ１の照射角度θ１と、光線Ｒ２の照射角度θ２と、を求めることができる。次いで、制御部６０は、任意の点Ｘ１及びＸ２の位置から求められる焦点距離ωの位置座標と、被検レンズＬＥの光学中心Ｏの位置座標と、を求める。例えば、焦点距離ωは、光線Ｒ１及び光線Ｒ２の照射角度と、被検レンズＬＥの位置Ｘ１及び位置Ｘ２の位置座標と、を用いて、以下の数式により算出することができる。

また、被検レンズＬＥの光学中心Ｏの位置座標は、被検レンズＬＥの位置Ｘ１の位置座標と、光線Ｒ１の照射角度θ１と、焦点距離ωの位置座標と、を用いて以下の数式により算出することができる。

なお、本実施例においては、位置Ｘ１の位置座標と、光線Ｒ１の照射角度と、を用いて被検レンズＬＥの光学中心Ｏの位置座標を求めているが、位置Ｘ２の位置座標と、光線Ｒ２の照射角度と、を用いて被検レンズＬＥの光学中心Ｏの位置座標を求めてもよい。

例えば、制御部６０は、被検レンズＬＥの光学中心Ｏから、所定の経線方向に所定の距離だけ離れた位置において、２点をそれぞれ設定する。例えば、制御部６０は、設定した２点について、上記と同様に光線追跡処理を行う。例えば、光学中心Ｏからの各経線方向は、所定の角度ｔごとに設定される。すなわち、角度ｔが３５度であれば、各経線方向は、０度、３５度、７０度…のように設定される。これによって、制御部６０は、それぞれの角度ｔ（経線方向）について、光学中心Ｏから所定の距離だけ離れた位置に２点を設定し、設定された２点における焦点距離ωの位置座標を求めることができる。なお、各経線方向において設定される２点は、所定の距離が各経線方向で同様の距離となる位置にそれぞれ設定される。

次いで、制御部６０は、それぞれの角度ｔにおいて求めた焦点距離ωの逆数をとって屈折力Ｅ（ｔ）を算出する。例えば、制御部６０は、各経線方向において、屈折力Ｅ（ｔ）を算出する。次いで、例えば、制御部６０は、角度ｔを横軸に、屈折力Ｅ（ｔ）を縦軸にプロットする。例えば、制御部６０は、プロットした結果について、最小二乗法を用いて近似曲線を求める。例えば、求められた近似曲線は、以下の数式で表される。なお、数式におけるα、β、γのそれぞれは定数として表される。

例えば、制御部６０は、上記の数式に基づいて、被検レンズＬＥの光学特性（すなわち、球面度数Ｓ、柱面度数Ｃ、乱視軸角度Ａ等）を取得してもよい。また、例えば、制御部６０は、レンズ測定装置１のディスプレイ２に、被検レンズＬＥの光学特性分布をマップとして表示するようにしてもよい。

＜第２測定モード＞
以下、第２測定モードについて詳細に説明する。例えば、操作者はレンズ載置台６に被検レンズＬＥを載置し、ディスプレイ２に表示された入力用スイッチ３の中から、第２測定モードを開始するための図示なき開始ボタンを選択する。例えば、制御部６０は、指標板１４を測定光の光路外に移動させる。また、例えば、制御部６０は、光源１５に背景画像Ｗ及び第１指標パターンＭ１とは異なる指標パターンＭ３を表示する。これによって、被検レンズＬＥには、第１指標パターンＭ１とは異なる指標パターンを形成した照射パターンの測定光が照射される。

図１０は、第１指標パターンとは異なる指標パターンＭ３を含む被検レンズＬＥの像の一部を拡大して示す図である。図１０（ａ）は、光源１５に表示する指標パターンＭ３の位置を移動させた際の像である。図１０（ｂ）は、被検レンズＬＥの複数の画像を演算処理した際の像である。例えば、図１０において、光源１５は背景画像Ｗ及び横縞模様の指標パターンＭ３を表示し、被検レンズＬＥに横縞模様の指標パターンを照射する。例えば、被検レンズＬＥに施された隠しマーク５０（あるいは被検レンズＬＥ上のキズ等）に照射された測定光は散乱するため、隠しマーク５０と、横縞模様の指標パターンＭ３と、が重なる部分は受光素子１１に受光されず、白く抜けたようにみえる。

例えば、制御部６０は、光源１５を制御し、横縞模様の指標パターンＭ３を表示する位置を移動させる。例えば、本実施例においては、制御部６０が、Ｚ方向に所定のピクセル量ずつ指標パターンＭ３を移動させる。なお、例えば、縦縞模様の指標パターンであれば、Ｘ方向に所定のピクセル量ずつ指標パターンＭ３を移動させてもよい。また、例えば、格子模様の指標パターンであれば、Ｘ方向またはＺ方向に所定のピクセル量ずつ指標パターンＭ３を移動させてもよいし、両方向に所定のピクセル量ずつ指標パターンＭ３を移動させてもよい。これにより、被検レンズＬＥには、指標パターンＭ３を移動させることで形成された複数の指標パターンが照射される。例えば、受光素子１１は、指標パターンＭ３を表示する位置を移動させるごとに、被検レンズＬＥの画像（図１０（ａ）におけるＧ１及びＧ２）を取得する。なお、本実施例では、背景画像Ｗと横縞模様の指標パターンＭ３とが、被検レンズＬＥの画像Ｇ１と画像Ｇ２において互いに反転するように指標パターンＭ３を移動させているが、より細かなピクセル量ずつ指標パターンＭ３を移動させてもよい。

例えば、制御部６０は、受光素子１１が取得した被検レンズＬＥの複数の画像について、それぞれの画素位置における輝度値を検出する。また、制御部６０は、被検レンズＬＥの複数の画像において、所定の画素位置の輝度値を演算する。例えば、すべての画素位置において演算処理を行うと、図１０（ｂ）に示すような画像Ｇ３が取得され、被検レンズＬＥに施された隠しマーク５０の全形を検出できるようになる。なお、例えば、制御部６０は、隠しマーク５０の全形が検出しやすくなるように、取得した画像Ｇ３をさらに二値化処理してもよい。

以上説明したように、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、第１指標パターンを形成した第１照射パターンと、第１指標パターンを形成しない第２照射パターンと、を切り換えてレンズに測定光を照射可能な照射手段と、測定光に第２指標パターンを形成するための指標板と、レンズ及び指標板を経由した測定光を受光する受光素子と、を備える。また、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、第１指標パターン及び第２指標パターンを含むレンズの第１画像と、第２指標パターンを含むレンズの第２画像と、を取得する制御手段と、第１画像と第２画像を処理することでレンズのレンズ情報を取得する演算手段と、を備える。これによって、指標板あるいはレンズを移動させなくても、異なる位置に置かれた指標パターンが照射された２枚のレンズ像を取得することができ、これらを用いてレンズの光学特性を容易に精度よく取得することができる。

また、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、第１画像と第２画像を処理することで第１指標パターンの第３画像を取得することができる。従って、第２画像と第３画像に基づいて、レンズのレンズ情報を取得することができる。

また、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、第２画像と第３画像に基づいて光線追跡処理を行う。これによって、光源からレンズに向けて照射された測定光が、光源及び指標板のどの位置を通過してレンズに到達したかを知ることができる。例えば、光源から指標板までの距離は既知であるため、この距離と、光線追跡処理によって得られた位置座標（測定光が出射された光源上の位置座標及び測定光が通過した指標板上の位置座標）と、により、レンズ載置台からレンズ裏面までの距離が影響しないところで、光線が屈折した角度を求めることができる。これにより、光線が屈折した角度を用いて、精度よくレンズの光学特性を演算することができる。

また、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、第１画像と第２画像とを差分処理する。これによって、第１画像と第２画像に共通して含まれる第２指標パターンを取り除き、第１指標パターンのみを残した第３画像を容易に取得することができる。

また、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、第１指標パターンとは異なる少なくとも１つの指標パターンを形成し、複数の指標パターンをレンズに照射することができる。これによって、複数の指標パターンを含むレンズの複数の画像を取得し、これに基づいて、レンズの隠しマークが検出される。従って、レンズ情報としてレンズの隠しマークを良好に取得することができる。

また、例えば、本実施例におけるレンズ測定装置は、測定光の光路において、指標板を移動させる駆動手段を備える。これによって、第１指標パターンとは異なる指標パターンを照射する際に、指標板を測定光の光路外に配置し、指標板によって形成される第２指標パターンを除くことができる。従って、複数の指標パターンのみをレンズに投影し、隠しマーク等のレンズ情報を精度よく検出することができる。

＜変容例＞
なお、本実施例においては、測定光学系１０が１つの受光素子を備える構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない、例えば、測定光学系１０は２つの受光素子を備えていてもよい。この場合には、図２において、受光素子１１と絞り１２の間にビームスプリッタを設け、ビームスプリッタで反射させた測定光の先に受光素子を配置してもよい。また、この場合には、図２において、絞り１２とコンデンサレンズ１３の間にビームスプリッタを設け、ビームスプリッタで反射させた測定光の先に、絞りと受光素子を配置してもよい。例えば、２つの受光素子を配置することにより、片方の受光素子で被検レンズＬＥの全体を撮影し、もう片方の受光素子で被検レンズＬＥの中央付近を撮影するようにしてもよい。例えば、屈折力の小さな被検レンズの場合には、第１指標パターンＭ１及び第２指標パターンＭ２が拡大あるいは縮小した際の変化が少ないが、このような構成であることによって、光学特性を精度よく測定することができる。

なお、本実施例においては、第１画像Ｐ１や第２画像Ｐ２から輝度値を検出し、これに基づいて第３画像Ｐ３を取得する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、輝度値の他、彩度、色相等を検出し、これに基づいて第３画像Ｐ３を取得するようにしてもよい。

なお、本実施例においては、光源１５を用いて、測定光に第１指標パターンを形成する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、ＬＥＤ等の光源と、第１指標パターンを有するパターン形成板と、を用いて、測定光に第１指標パターンを形成することもできる。この場合、パターン形成板としては、任意の指標パターンを有する指標板を配置する構成であってもよいし、スクリーンを配置する構成であってもよい。例えば、本実施例におけるレンズ測定装置１は、光源からの測定光をパターン形成板に向けて出射することで、測定光に第１指標パターンを形成するようにしてもよい。

なお、本実施例においては、第１測定モードにおいて、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とを差分処理する際に除算を行うことで第３画像Ｐ３を取得する場合を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、本実施例では、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とを差分処理する際に減算を行うことで第３画像Ｐ３を取得するようにしてもよい。この場合、制御部６０は、第１画像Ｐ１の各画素位置における輝度値、及び第２画像Ｐ２の各画素位置における輝度値を検出し、第２画像Ｐ２の所定の画素位置の輝度値から、第１画像Ｐ１の所定の画素位置の輝度値を減算する。例えば、制御部６０は、すべての画素位置において減算処理を行い、それぞれの減算値に基づいて輝度値を設定することで、第１指標パターンを含む被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３を取得してもよい。もちろん、減算値を二値化することによって輝度値を設定し、被検レンズＬＥの第３画像Ｐ３を取得してもよい。なお、第３画像Ｐ３は、除算処理や減算処理に限らず、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２における差の絶対値を取ることにより取得してもよい。

なお、本実施例においては、第２測定モードを設定した際に、指標板１４を測定光の光路外に移動させる構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、受光素子１１が受光する被検レンズＬＥの像において、指標板１４により形成された第２指標パターンＭ２が、被検レンズＬＥに施された隠しマークの像５０の位置に重ならないようにすれば、指標板１４を測定光の光路外に移動させることなく、隠しマークの像５０を精度よく検出することができる。また、例えば、受光素子１１が受光する被検レンズＬＥの像において、指標板１４により形成された第２指標パターンＭ２が、被検レンズＬＥの遠用ポイント及び近用ポイントに重なるようにすれば、指標板１４を測定光の光路外に移動させることなく、第１測定モードによる被検レンズＬＥの光学特性分布の表示と、第２測定モードによる隠しマークの検出と、を行うこともできる。

例えば、上記構成である場合、レンズ測定装置１は図示なき求心機構を備えていてもよい。これにより、被検レンズＬＥがレンズ載置台６の中心から離れた位置に載置されても、被検レンズＬＥを中心に移動させることができる。また、レンズ載置台６に載置した被検レンズＬＥの向きがずれており、被検レンズＬＥの像から隠しマークの像５０を検出できなかった場合には、図示なき求心機構によって、被検レンズＬＥをレンズ載置台６上で回転させるようにしてもよい。あるいは、指標板１４を回転させる図示なき回転機構によって、指標板１４を回転させるようにしてもよい。これによって、指標板１４により形成された第２指標パターンＭ２が、被検レンズＬＥにおける隠しマークの像５０に重ならない位置、かつ被検レンズＬＥにおける遠用ポイントと近用ポイントに重なる位置となるように調整することができる。

例えば、このように、本実施例におけるレンズ測定装置は、レンズに施された一方の隠しマークと、他方の隠しマークと、の間の領域であって、レンズの遠用ポイント及び近用ポイントを含む領域に、第２指標パターンを形成することが可能な指標板を有する。これによって、第１指標パターン及び第２指標パターンを形成した際には、レンズの遠用ポイントから近用ポイントにかけての光学特性分布を取得することができ、第１指標パターンとは異なる指標パターンを形成した際には、指標板を移動させることなく隠しマークを精度よく取得することができる。

なお、本実施例においては、０Ｄ基準状態にて、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２が有する格子の交点と、が予め同一線上に位置する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、第１指標パターンＭ１の各点と、第２指標パターンＭ２が有する格子の交点と、が同一線上に位置しなかった場合、制御部６０は光源１５を制御し、第１指標パターンＭ１の表示位置を移動させるようにしてもよい。

なお、本実施例においては、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とを処理することによって第１指標パターンを含む第３画像Ｐ３を取得し、第２画像Ｐ２と第３画像Ｐ３を用いて被検レンズＬＥの光学特性を取得する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、制御部６０は、第１画像Ｐ１から第１指標パターンＭ１を画像処理によって抽出してもよい。また、制御部６０は、第２画像Ｐ２から第２指標パターンＭ２を画像処理によって抽出してもよい。例えば、被検レンズＬＥの光学特性は、このように第３画像Ｐ３を経由せずに取得するようにしてもよい。

１ レンズ測定装置
２ ディスプレイ
１０ 測定光学系
１１ 受光素子
１２ 絞り
１３ コンデンサレンズ
１４ 指標板
１５ 光源
６０ 制御部
７５ メモリ

Claims (8)

1. レンズの光学特性を測定するレンズ測定装置であって、
   第１指標パターンを形成して前記第１指標パターンを第１照射パターンとしてレンズに照射可能な照射手段であって、前記第１照射パターンと、前記第１指標パターンを形成しない第２照射パターンと、を切り換えてレンズに測定光を照射可能な照射手段と、
   前記照射手段によって出射された前記測定光に、第２指標パターンを形成するための指標板と、
   前記レンズ及び前記指標板を経由した前記測定光を受光する受光素子と、
   前記照射手段によって前記第１照射パターンを前記レンズに照射し、前記指標板を経由した前記第１照射パターンを前記受光素子によって受光することで、前記第１指標パターン及び前記第２指標パターンを含む前記レンズの第１画像を取得するとともに、前記照射手段によって前記第２照射パターンを前記レンズに照射し、前記指標板を経由した前記第２照射パターンを前記受光素子によって受光することで、前記第２指標パターンを含む前記レンズの第２画像を取得する制御手段と、
   前記第１画像と前記第２画像を処理することで、前記レンズのレンズ情報を取得する演算手段と、
   を備えることを特徴とするレンズ測定装置。
2. 請求項１のレンズ測定装置において、
   前記第１画像と前記第２画像を処理することで、前記第１指標パターンの第３画像を取得する取得手段を備え、
   前記演算手段は、前記第２画像と前記第３画像に基づいて、前記レンズ情報を取得することを特徴とするレンズ測定装置。
3. 請求項２のレンズ測定装置において、
   前記演算手段は、前記第２画像と前記第３画像に基づいて、光線追跡処理を行うことによって、前記レンズ情報を取得することを特徴とするレンズ測定装置。
4. 請求項１〜３のいずれかのレンズ測定装置において、
   前記演算手段は、前記レンズ情報として、前記レンズの光学特性を取得することを特徴とするレンズ測定装置。
5. 請求項２又は３のレンズ測定装置において、
   前記取得手段は、前記第１画像と前記第２画像とを差分処理することによって、第３画像を取得することを特徴とするレンズ測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれかのレンズ測定装置において、
   前記照射手段は、前記第１指標パターンとは異なる少なくとも１つの指標パターンを形成することが可能であって、
   前記制御手段は、前記照射手段によって形成された複数の指標パターンを前記レンズに照射し、前記複数の指標パターンを含む前記レンズの複数の画像を取得し、
   前記演算手段は、前記複数の画像に基づいて、前記レンズ情報として前記レンズの隠しマークを取得することを特徴とするレンズ測定装置。
7. 請求項６のレンズ測定装置において、
   前記指標板は、前記レンズに施された一方の隠しマークと、他方の隠しマークと、の間の領域であって、前記レンズの遠用ポイント及び近用ポイントを含む領域に、前記第２指標パターンを形成することを特徴とするレンズ測定装置。
8. 請求項６または７のレンズ測定装置は、
   前記指標板を通過する前記測定光の光路において、前記指標板を移動させる駆動手段を備えることを特徴とするレンズ測定装置。

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